(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を減速するために使用される車両用ブレーキ操作装置であって、
手動によって操作される操作レバーと、
前記操作レバーに対する操作量に応じたブレーキ指示信号を出力するブレーキ信号出力部と、を備え、
前記操作レバーは、複数の目盛り位置の間を移動可能に構成される第１操作状態と、複数の前記目盛り位置の間の移動が規制される第２操作状態と、を有し、
前記ブレーキ信号出力部は、
前記操作レバーが前記第１操作状態を形成しているときは、手動によって設定された前記操作レバーの前記目盛り位置に応じた前記ブレーキ指示信号を出力し、
前記操作レバーが前記第２操作状態を形成しているときは、手動によって前記操作レバーに加えられた操作力に応じた前記ブレーキ指示信号を前記第１操作状態での前記ブレーキ指示信号に重畳するように出力する、
車両用ブレーキ操作装置。
【請求項２】
前記操作レバーが複数の前記目盛り位置の間を段階的に移動するように前記操作レバーの回動量を規定するノッチ機構と、
前記操作レバーの回動軸上に設けられ、前記操作レバーの回動量を検出するエンコーダーと、
前記操作レバーの根元に設けられた応力センサーと、をさらに備え、
前記応力センサーは、前記操作力によって前記操作レバーが弾性変形した際に前記操作レバーの弾性変形量を検出し、
前記操作レバーが前記第２操作状態を形成しているときは、前記ブレーキ信号出力部は、前記エンコーダーが検出した前記操作レバーの回動量の値に基づいて前記エンコーダーから出力された信号に、前記応力センサーが検出した前記弾性変形量の値に基づいて前記応力センサーから出力された信号を重畳して前記ブレーキ指示信号を出力する、
請求項１に記載の車両用ブレーキ操作装置。
【請求項３】
前記操作レバーが前記第２操作状態を形成しているときは、電磁ブレーキの作動によって前記操作レバーの回動が規制される、
請求項１または２に記載の車両用ブレーキ操作装置。
【請求項４】
前記第１操作状態と前記第２操作状態とを切り換える制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記車両が所定の速度以上で走行しているときは前記操作レバーを前記第１操作状態に設定し、
前記車両が前記所定の速度未満で走行しているときは前記操作レバーを前記第２操作状態に設定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用ブレーキ操作装置。
【請求項５】
前記第１操作状態と前記第２操作状態とを切り換える制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記車両が目標停止位置まで所定の距離以上の位置で走行しているときは前記操作レバーを前記第１操作状態に設定し、
前記車両が前記目標停止位置まで前記所定の距離未満の位置で走行しているときは前記操作レバーを前記第２操作状態に設定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用ブレーキ操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両等の各種の車両を減速するために使用される車両用ブレーキ操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキ操作装置は、鉄道車両等の各種の車両を減速するために使用される。特開平０６−０８６４１１号公報（特許文献１）に開示されている車両用ブレーキ操作装置は、ハンドルの絶対位置を検出するエンコーダーと、ノッチ信号を出力するノッチ演算手段と、を備えている。同文献は、機構的に単純な車両用ブレーキ操作装置を得ることができると述べている。
【０００３】
特開２００９−２８９２３９号公報（特許文献２）に開示されている車両用ブレーキ操作装置は、ケースと、このケースに枢着される操作レバーと、この操作レバーの揺動操作により押圧されるロードセルからなる力検出装置と、を備えている。同文献は、この車両用ブレーキ操作装置によれば、運転士の意図と車両の状態（加速力または減速力）を一致させ、制御の実感を伴うことによる操作性の向上を図ることができると述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０８６４１１号公報
【特許文献２】特開２００９−２８９２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開平０６−０８６４１１号公報（特許文献１）に開示されているように、ノッチ位置（操作レバーの絶対的な位置または角度）に応じてブレーキ操作が行なわれる場合がある。ノッチ位置間で行なわれるブレーキ操作は、高速で走行する車両を一定の減速度で減速したり、減速度を段階的に下げつつ減速したりしやすいという特徴を有する。
【０００６】
しかしながら、ノッチ位置間で行なわれるブレーキ操作においては、操作レバーをノッチ位置間で移動させるために、操作レバーに力を入れて操作レバーは一気に移動される必要がある。したがって、ノッチ位置間で行なわれるブレーキ操作は、比較的に大まかな動作が必要となるため操作量（ブレーキ量）が直感的に判断しにくく、また、大きなストローク動作が必要となるため応答特性も良くない。
【０００７】
特開２００９−２８９２３９号公報（特許文献２）に開示されているように、中立位置において揺動可能に支持された操作レバーからロードセルへの押圧量に応じてブレーキ操作が行なわれる場合もある。ロードセルなどの力検出装置を用いたブレーキ操作は、応答特性が良く、操作量を直感的に判断し易いため、低速で走行する車両の減速度を微調整しやすいという特徴を有する。
【０００８】
しかしながら、ロードセルなどの力検出装置を用いたブレーキ操作は、力検出装置に対する複数回の入力動作によって行なわれるため、高速で走行する車両を比較的大きな減速度で減速することには向いていない。したがって従来の車両用ブレーキ操作装置を用いたブレーキ動作では、走行している車両を所定の位置に確実に停止させることは容易ではなく、運転士の熟練が必要とされていた。
【０００９】
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであって、簡便なブレーキ操作で車両を所定の位置に容易に停止させることが可能な車両用ブレーキ操作装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に基づく車両用ブレーキ操作装置は、車両を減速するために使用される車両用ブレーキ操作装置であって、手動によって操作される操作レバーと、上記操作レバーに対する操作量に応じたブレーキ指示信号を出力するブレーキ信号出力部と、を備え、上記操作レバーは、複数の目盛り位置の間を移動可能に構成される第１操作状態と、複数の上記目盛り位置の間の移動が規制される第２操作状態と、を有し、上記ブレーキ信号出力部は、上記操作レバーが上記第１操作状態を形成しているときは、手動によって設定された上記操作レバーの上記目盛り位置に応じた上記ブレーキ指示信号を出力し、上記操作レバーが上記第２操作状態を形成しているときは、手動によって上記操作レバーに加えられた操作力に応じた上記ブレーキ指示信号を上記第１操作状態での上記ブレーキ指示信号に重畳するように出力する。
【００１１】
好ましくは、本発明に基づく上記の車両用ブレーキ操作装置は、上記操作レバーが複数の上記目盛り位置の間を段階的に移動するように上記操作レバーの回動量を規定するノッチ機構と、上記操作レバーの回動軸上に設けられ、上記操作レバーの回動量を検出するエンコーダーと、上記操作レバーの根元に設けられた応力センサーと、をさらに備え、上記応力センサーは、上記操作力によって上記操作レバーが弾性変形した際に上記操作レバーの弾性変形量を検出し、上記操作レバーが上記第２操作状態を形成しているときは、上記ブレーキ信号出力部は、上記エンコーダーが検出した上記操作レバーの回動量の値に基づいて上記エンコーダーから出力された信号に、上記応力センサーが検出した上記弾性変形量の値に基づいて上記応力センサーから出力された信号を重畳して上記ブレーキ指示信号を出力する。
好ましくは、上記操作レバーが上記第２操作状態を形成しているときは、電磁ブレーキの作動によって上記操作レバーの回動が規制される。
【００１２】
好ましくは、本発明に基づく上記の車両用ブレーキ操作装置は、上記第１操作状態と上記第２操作状態とを切り換える制御部をさらに備え、上記制御部は、上記車両が所定の速度以上で走行しているときは上記操作レバーを上記第１操作状態に設定し、上記車両が上記所定の速度未満で走行しているときは上記操作レバーを上記第２操作状態に設定する。
【００１３】
好ましくは、本発明に基づく上記の車両用ブレーキ操作装置は、上記第１操作状態と上記第２操作状態とを切り換える制御部をさらに備え、上記制御部は、上記車両が目標停止位置まで所定の距離以上の位置で走行しているときは上記操作レバーを上記第１操作状態に設定し、上記車両が上記目標停止位置まで上記所定の距離未満の位置で走行しているときは上記操作レバーを上記第２操作状態に設定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡便なブレーキ操作で車両を所定の位置に容易に停止させることが可能な車両用ブレーキ操作装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】参考技術１おける車両を模式的に示す図である。
【図２】参考技術１における車両用ブレーキ操作装置を示す斜視図である。
【図３】参考技術２における車両用ブレーキ操作装置を示す側面図である。
【図４】参考実験例１の結果を示す図である。
【図５】参考実験例２の結果（角度入力方式）を示す図である。
【図６】参考実験例２の結果（力入力方式）を示す図である。
【図７】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置を模式的に示す正面図である。
【図８】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置の制御ブロックを示す図である。
【図９】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置（第１操作状態）を示す斜視図である。
【図１０】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置（第１操作状態）を示す側面図である。
【図１１】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置（第２操作状態）を示す側面図である。
【図１２】（Ａ）は、実施の形態における車両用ブレーキ操作装置を用いて車両を減速するときの、時間と電車速度との関係を示す図である。（Ｂ）は、実施の形態における車両用ブレーキ操作装置を用いて車両を減速するときの、時間とブレーキ指示信号の出力値との関係を示す図である。
【図１３】（Ａ）は、実施の形態における車両用ブレーキ操作装置を用いて車両を減速するときの、時間と電車速度との関係を示す図（変形例）である。（Ｂ）は、実施の形態における車両用ブレーキ操作装置を用いて車両を減速するときの、時間とブレーキ指示信号の出力値との関係を示す図（変形例）である。
【図１４】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置の制御ブロックの変形例を示す図である。
【図１５】実施の形態における車両用ブレーキ操作装置の制御ブロックの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［参考技術］
本発明に基づく実施の形態について説明する前に、図１〜図６を参照して、本発明に関する参考技術について説明する。参考技術の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１７】
（参考技術１：角度入力方式）
図１は、参考技術１おける車両１００を模式的に示す図である。車両１００は、いわゆる電車または新幹線などの鉄道車両である。車両１００は、本体５０、車輪５２、および、ブレーキ制御装置５４を備えている。車両１００は、車輪５２を利用して線路５６の上を走行する。本体５０の中には、操縦席６０が設けられる。操縦席６０には、操作盤６２および椅子６４が設けられる。
【００１８】
操作盤６２には、車両用ブレーキ操作装置１０が設けられる。車両用ブレーキ操作装置１０は、運転士の手動によって操作される。運転士が車両用ブレーキ操作装置１０を操作することによって、ブレーキ指示信号がブレーキ制御装置５４に送出される。ブレーキ制御装置５４は、受け取ったブレーキ指示信号に基づいて、ブレーキ機構（図示せず）を駆動する。車輪５２の回転が制限されることによって、本体５０は、減速したり停止したりする。
【００１９】
図２は、参考技術１における車両用ブレーキ操作装置１０を示す斜視図である。以下、車両用ブレーキ操作装置１０によるブレーキ操作は、「角度入力方式」という場合がある。
【００２０】
車両用ブレーキ操作装置１０は、把持部１１、支持部１４、スリット１２、および、複数の目盛り１３などを含んでいる。把持部１１および支持部１４によって、Ｔ字状の操作レバーが構成されている。支持部１４は、操作盤６２に設けられたスリット１２の内側を矢印ＡＲ１０方向に往復移動可能に構成されている。
【００２１】
目盛り１３の位置は、いわゆるノッチ位置に対応している。目盛り１３の位置は、エンコーダー（図示せず）によって読み取られる。エンコーダーが読み取った目盛り１３の位置に応じて、車両用ブレーキ操作装置１０の操作によって生成されるブレーキ指示信号の大きさが決定される。
【００２２】
運転士は、把持部１１を矢印ＡＲ１０方向に移動させ、操作レバーを所望の目盛り１３の位置に設定する。運転士が設定した操作レバー（把持部１１）の目盛り１３の位置に応じて、所定の大きさを有するブレーキ指示信号がブレーキ制御装置５４（図１参照）に送出される。
【００２３】
冒頭に述べたように、目盛り１３のようなノッチ位置間で行なわれる車両用ブレーキ操作装置１０のブレーキ操作は、高速で走行する車両を一定の減速度で減速したり、減速度を段階的に下げつつ減速したりしやすいという特徴を有する。
【００２４】
しかしながら、車両用ブレーキ操作装置１０のブレーキ操作においては、ノッチ位置を目視で確認することによって減速状態を知ることができるが、操作レバーをノッチ位置間で移動させるために、操作レバーに力を入れて操作レバーは一気に移動される必要がある。したがって、ノッチ位置間で行なわれるブレーキ操作は、比較的に大まかな動作が必要となるため操作量（ブレーキ量）が直感的に判断しにくく、また、大きなストローク動作が必要となるため応答特性も良くない。
【００２５】
（参考技術２：力入力方式）
図３は、参考技術２における車両用ブレーキ操作装置２０を示す側面図である。以下、車両用ブレーキ操作装置２０によるブレーキ操作は、「力入力方式」という場合がある。
【００２６】
車両用ブレーキ操作装置２０は、把持部２１、支持部２４、アクチュエータ２３、荷重検出部２６を有するロードセル２５、および、荷重検出部２８を有するロードセル２７などを含んでいる。把持部２１および支持部２４によって、操作レバーが構成されている。操作レバーは、アクチュエータ２３と一体的に構成されているとともに、揺動軸２２を中心として矢印ＡＲ２０方向に揺動可能に構成されている。
【００２７】
ロードセル２５およびロードセル２７は、アクチュエータ２３を挟んで互いに対向するように配置されている。操作レバーおよびアクチュエータ２３は、操作レバーに操作力が付与されていない状態においては中立の状態を形成するように、バネなどの弾性手段によって支持されている。換言すると、操作レバーに操作力が付与されていない状態においては、操作レバーはニュートラルの状態を形成し、アクチュエータ２３は荷重検出部２６および荷重検出部２８の双方を作動させないように構成されている。
【００２８】
たとえば、操作レバーおよびアクチュエータ２３が図３中の実線に示す位置から点線に示す位置に回動されたとする。この場合、ロードセル２５の荷重検出部２６が、アクチュエータ２３から操作力を受ける。荷重検出部２６が検出した操作力に応じて、ブレーキ制御装置５４（図１参照）に送出されるブレーキ指示信号の出力値が大きくなる。
【００２９】
一方で、操作レバーおよびアクチュエータ２３が上記とは反対方向に回動されたとする。この場合、ロードセル２７の荷重検出部２８が、アクチュエータ２３から操作力を受ける。荷重検出部２８が検出した操作力に応じて、ブレーキ制御装置５４（図１参照）に送出されるブレーキ指示信号の出力値が小さくなる。
【００３０】
運転士が把持部２１を矢印ＡＲ２０方向に小刻みに移動させることによって、出力値が細かく調整されたブレーキ指示信号を得ることができる。
【００３１】
冒頭に述べたように、ロードセル２５，２７などの力検出装置を用いた車両用ブレーキ操作装置２０のブレーキ操作は、応答特性が良く、操作量を直感的に判断し易いため、低速で走行する車両の減速度を微調整しやすいという特徴を有する。しかしながら、車両用ブレーキ操作装置２０を用いたブレーキ操作は、高速で走行する車両を比較的大きな減速度で減速することには向いていない。
【００３２】
（参考実験例１）
図４を参照して、上記の参考技術１（角度入力方式）および参考技術２（力入力方式）に関して行なった参考実験例１およびその結果について説明する。
【００３３】
まず、以下のモデル条件を有するシミュレーターを設計し、３名の被験者（２２歳前後の男子大学生）を対象に実験を行なった。モデル条件としては、シミュレーター上に走行する鉄道車両を描画し、鉄道車両の初期位置から目標停車位置までの距離を６２ｍに設定し、初期位置における車両速度を３０ｋｍ／ｈに設定し、初期位置における車両の減速度を０．５６ｍ／ｓ２に設定した。
【００３４】
次に、上記の参考技術１（角度入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置１０（図２参照）と、上記の参考技術２（力入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置２０（図３参照）と、をそれぞれ実機として準備した。３名の被験者は、実機として準備された車両用ブレーキ操作装置１０，２０を使用して、シミュレーター上で上記の鉄道車両に対して１人当たり計１８回のブレーキ操作を行なった。
【００３５】
１８回のブレーキ操作のうち、９回のブレーキ操作においては上記の参考技術１（角度入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置１０（図１参照）が使用され、残りの９回のブレーキ操作においては上記の参考技術２（力入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置２０（図２参照）が使用された。
【００３６】
車両用ブレーキ操作装置１０（角度入力方式）を使用する９回においては、鉄道車両の重量を、各回毎に４００ｔ、４３０ｔ、４６５ｔ、４００ｔ、４３０ｔ、４６５ｔ、４６５ｔ、４３０ｔ、４００ｔの順に変化させた。車両用ブレーキ操作装置２０（力入力方式）を使用する９回においても同様に、鉄道車両の重量を、各回毎に４００ｔ、４３０ｔ、４６５ｔ、４００ｔ、４３０ｔ、４６５ｔ、４６５ｔ、４３０ｔ、４００ｔの順に変化させた。天候または乗客数などに応じて、実際の鉄道車両は重量および粘着係数などが変化することを想定したためである。
【００３７】
図４は、３名の被験者のブレーキ操作によって得られたデータのうち、停車に要した時間（ｓ）と、目標停車位置から実際の停車位置までの距離（ｍ）と、をそれぞれ示している。
【００３８】
停車に要した時間（ｓ）の平均値としては、角度入力方式および力入力方式の間に大きな差は見られなかったが、停車に要する時間は、角度入力方式の方が、力入力方式に比べてわずかに長く必要となる傾向にあることがわかる。一方、停車に要した時間（ｓ）の分散としては、角度入力方式の方が、力入力方式に比べて大きくなった。停車に要する時間は、角度入力方式の方が、力入力方式に比べて変動しやすい傾向にあることがわかる。
【００３９】
目標停車位置から実際の停車位置までの距離（ｍ）の平均値としては、角度入力方式の方が、力入力方式に比べて大きくなった。目標停車位置に対する実際の停車位置は、角度入力方式の方が、力入力方式に比べてずれが生じ易い傾向にあることがわかる。一方、目標停車位置から実際の停車位置までの距離（ｍ）の分散としては、角度入力方式の方が、力入力方式に比べてかなり大きくなった。このことからも、目標停車位置に対する実際の停車位置は、角度入力方式の方が、力入力方式に比べてずれが生じ易い傾向にあることがわかる。
【００４０】
参考実験例１の結果から、上記の参考技術２（力入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置２０（図３参照）は、上記の参考技術１（角度入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置１０（図２参照）に比べて、停車までの時間はわずかに長くなるものの、停車位置に対して正確に停車することが可能であることがわかる。
【００４１】
（参考実験例２）
図５および図６を参照して、上記の参考技術１（角度入力方式）および参考技術２（力入力方式）に関して行なった参考実験例２およびその結果について説明する。
【００４２】
図５は、上記の参考技術１（角度入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置１０（図２参照）を使用して、加速度が約−０．５ｍ／ｓ２で走行している車両に対してブレーキ操作を行なった際の、加速度の時間的変化を示す図である。線Ａ１は、第１回目のブレーキ操作を行なった際の結果を示す。線Ａ２は、第２回目のブレーキ操作を行なった際の結果を示す。線Ａ３は、第３回目のブレーキ操作を行なった際の結果を示す。
【００４３】
線Ａ１，Ａ２，Ａ３に表されるように、上記の参考技術１（角度入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置１０を使用したブレーキ操作においては、加速度は、時間の変化とともに階段状（ステップ状）に変化していることがわかる。したがって、車両用ブレーキ操作装置１０によるブレーキ操作は、比較的に大まかな動作によって行なわれるため操作量（ブレーキ量）が直感的に判断しにくく、また、大きなストローク動作が必要となるため応答特性も良くないことがわかる。
【００４４】
図６は、上記の参考技術２（力入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置２０（図３参照）を使用して、加速度が約−０．５ｍ／ｓ２で走行している車両に対してブレーキ操作を行なった際の、加速度の時間的変化を示す図である。線Ｆ１は、第１回目のブレーキ操作を行なった際の結果を示す。線Ｆ２は、第２回目のブレーキ操作を行なった際の結果を示す。線Ｆ３は、第３回目のブレーキ操作を行なった際の結果を示す。
【００４５】
線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に表されるように、上記の参考技術２（力入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置２０を使用したブレーキ操作においては、加速度は、時間の変化とともに小刻みに変化していることがわかる。したがって、車両用ブレーキ操作装置２０によるブレーキ操作は、比較的に細かな動作によって行なわれるため操作量（ブレーキ量）が直感的に判断しやすく、また、応答特性も良いことがわかる。
【００４６】
参考実験例１，２の結果から、上記の参考技術１（角度入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置１０（図２参照）は、高速で走行している車両に対して、比較的に大きくかつ安定した減速度を得ることに向いていることがわかる。すなわち、高速で走行している車両に対するブレーキ操作に車両用ブレーキ操作装置１０（角度入力方式）が用いられる場合、運転士は、操作レバーをノッチ位置間で段階的に移動させるだけであるため作業が簡便である。また、安定した減速度が得られるため、乗客への不快感などを低減することも可能となる。
【００４７】
一方、上記の参考技術２（力入力方式）に基づく車両用ブレーキ操作装置２０（図３参照）は、低速で走行している車両に対して、操作感および微調整された減速度を得ることに向いていることがわかる。すなわち、低速で走行している車両に対するブレーキ操作に車両用ブレーキ操作装置２０（力入力方式）が用いられる場合、運転士は、中立軸を中心に操作レバーを細かく揺動させることができるため、高い操作感が得られる。また、細かく微調整された減速度が得られるため、停車位置に対して正確に停車することが可能となる。
【００４８】
［実施の形態］
以下、本発明に基づいた実施の形態について、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００４９】
図７は、実施の形態における車両用ブレーキ操作装置３０を模式的に示す正面図である。図８は、車両用ブレーキ操作装置３０の制御ブロックを示す図である。図９は、車両用ブレーキ操作装置３０を示す斜視図である。
【００５０】
車両用ブレーキ操作装置３０は、運転士の手動によって操作され、電車または新幹線などの車両（図１における車両１００参照）を減速するために使用される。なお、車両用ブレーキ操作装置３０は、電車または新幹線などの鉄道車両に限られず、産業全般の車両に対して使用可能である。
【００５１】
図７〜図９に示すように、車両用ブレーキ操作装置３０は、把持部３１（図７，図９参照）、支持部３４（図７，図９参照）、ブレーキ信号出力部３８（図８参照）、スリット３２（図９参照）、および、複数の目盛り３３（図９参照）などを備えている。把持部３１および支持部３４によって、Ｔ字状の操作レバーが構成されている。支持部３４は、操作盤６２に設けられたスリット３２の内側を矢印ＡＲ３０（図９参照）方向に往復移動可能に構成されている。
【００５２】
図７に示すように、操作レバーの根元には、弾性変形部３７が設けられている。弾性変形部３７は、支持部３４に比べて剛性の低い部材から構成されている。弾性変形部３７の表面には、ひずみゲージなどの応力センサー３５，３６が貼着されている。弾性変形部３７が弾性変形した際、応力センサー３５，３６は、弾性変形部３７（操作レバー）の弾性変形量を検出する。応力センサー３５，３６が検出したこの弾性変形量の値は、ブレーキ信号出力部３８（図８参照）に送出される。
【００５３】
操作レバーは、支持ユニット４０によって回動可能ないし揺動可能に支持されている。支持ユニット４０は、連結部４１、シャフト４２、エンコーダー４３、ノッチ４４、カップリング４５、および、電磁ブレーキ４６を含んでいる。エンコーダー４３、連結部４１、ノッチ４４、およびカップリング４５は、シャフト４２によって同軸上に配置されている。操作レバーの弾性変形部３７は、連結部４１によってシャフト４２に固定されている。操作レバーが回動する際、操作レバーは、シャフト４２およびノッチ４４と一体的に回動する。
【００５４】
操作レバーの回動量（絶対的な回転角度）は、ノッチ４４によって所定の値に規定される（図１０参照）。ノッチ４４によって規定される操作レバーの回動量は、図９に示す目盛り３３の位置に対応している。操作レバーの回動量（絶対的な回転角度）は、エンコーダー４３によって検出される。エンコーダー４３が検出したこの回動量の値は、ブレーキ信号出力部３８（図８参照）に送出される。
【００５５】
シャフト４２の端部に、カップリング４５および電磁ブレーキ４６が設けられる。カップリング４５がシャフト４２と電磁ブレーキ４６とを相互に連結し且つ電磁ブレーキ４６が作動している状態では、シャフト４２の回動が規制されるとともに、操作レバーの回動も規制される。カップリング４５がシャフト４２と電磁ブレーキ４６とを相互に連結していない状態では、シャフト４２の回動は規制されず、操作レバーはシャフト４２を回動の中心として自由に回動することができる。
【００５６】
図８を参照して、ブレーキ信号出力部３８は、エンコーダー４３が検出した操作レバーの回動量の値、または、応力センサー３５，３６が検出した操作レバー（弾性変形部３７）の弾性変形量の値が入力される。ブレーキ信号出力部３８は、操作レバーに対する操作量に応じて生成されたこれらの値に基づき、ブレーキ指示信号をブレーキ制御装置５４（図１も参照）に出力する。ブレーキ制御装置５４は、受け取ったブレーキ指示信号に基づいて、ブレーキ機構（図示せず）を駆動する。車両に設けられた車輪（図１における車輪５２参照）の回転が制限されることによって、車両は減速したり停止したりする。
【００５７】
ここで、車両用ブレーキ操作装置３０における操作レバーは、第１操作状態Ｓ１（図９，図１０参照）、および、第２操作状態Ｓ２（図１１参照）を有する。
【００５８】
（第１操作状態Ｓ１）
図９および図１０を参照して、第１操作状態Ｓ１においては、カップリング４５（図７参照）がシャフト４２と電磁ブレーキ４６（図７参照）とを相互に連結しておらず、電磁ブレーキ４６も作動していない。第１操作状態Ｓ１においては、シャフト４２（図７参照）が回動可能に構成されることにより、操作レバーは複数の目盛り３３の位置の間を矢印ＡＲ３０方向に移動可能に構成される。
【００５９】
操作レバーが第１操作状態Ｓ１を形成しているときは、ブレーキ信号出力部３８（図８参照）は、手動によって設定された操作レバーの目盛り３３の位置に応じたブレーキ指示信号を出力する。上述のとおり、操作レバーの目盛り３３の位置は、操作レバーの回動量の値として、エンコーダー４３によって検出される値である。
【００６０】
運転士は、把持部３１を矢印ＡＲ３０方向に移動させ、操作レバーを所望の目盛り３３の位置に設定する。運転士が設定した操作レバー（把持部３１）の目盛り３３の位置に応じて、所定の大きさを有するブレーキ指示信号がブレーキ制御装置５４（図８参照）に送出される。
【００６１】
操作レバーが第１操作状態Ｓ１を形成しているときは、目盛り３３のようなノッチ位置間で行なわれる車両用ブレーキ操作装置３０のブレーキ操作は、高速で走行する車両を一定の減速度で減速したり、減速度を段階的に下げつつ減速したりしやすいという特徴を有する。
【００６２】
（第２操作状態Ｓ２）
図１１を参照して、第２操作状態Ｓ２においては、カップリング４５（図７参照）がシャフト４２と電磁ブレーキ４６（図７参照）とを相互に連結するとともに、電磁ブレーキ４６が作動している。第２操作状態Ｓ２においては、シャフト４２（図７参照）の回動が規制されることにより、操作レバーは、複数の目盛り３３の位置の間の移動が規制される。
【００６３】
操作レバーが第２操作状態Ｓ２を形成しているときは、ブレーキ信号出力部３８（図８参照）は、手動によって操作レバーに加えられた操作力に応じたブレーキ指示信号を、第１操作状態Ｓ１でのブレーキ指示信号に重畳するように出力する。上述のとおり、この操作力は、操作レバー（弾性変形部３７）の弾性変形量として応力センサー３５，３６によって検出される値である。
【００６４】
運転士は、図１１中の実線に示す操作レバーの位置を中心として、把持部３１を矢印ＡＲ３２方向に小刻みに揺動させる。運転士が把持部３１を矢印ＡＲ３２方向に小刻みに移動させることによって、出力値が細かく調整されたブレーキ指示信号を得ることができる。
【００６５】
操作レバーが第２操作状態Ｓ２を形成しているときは、応力センサー３５，３６などの力検出装置を用いた車両用ブレーキ操作装置３０のブレーキ操作は、応答特性が良く、操作量を直感的に判断し易いため、低速で走行する車両の減速度を微調整しやすいという特徴を有する。
【００６６】
図１２を参照して、車両用ブレーキ操作装置３０は、たとえば次のように使用される。図１２（Ａ）に示すように、車両が一定の速度Ｖ０で走行しており、時間Ｔ０でブレーキ動作に入ったとする。この際、車両用ブレーキ操作装置３０は第１操作状態Ｓ１を形成する。図１２（Ｂ）に示すように、所定の（比較的大きな）ブレーキ信号が出力される。図１２（Ａ）に示すように、車両は等減速運動を行なう。
【００６７】
車両の速度が速度Ｖ１に到達した時点（時間Ｔ１）において、車両用ブレーキ操作装置３０は第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２に切り換えられる。この切り換え動作は、運転士の手動によって行なわれても良いし、速度センサーが車両の速度がＶ１に達したことを読み取って、自動で切り換えられるように構成されてもよい。
【００６８】
図１２（Ｂ）に示すように、運転士によって車両用ブレーキ操作装置３０の把持部３１が小刻みに操作されることによって、微調整されたブレーキ指示信号が出力される。図１２（Ａ）に示すように、停車時間Ｔ２に到達するまで、車両は速度を細かく変化させながら停車位置に向かってゆっくりと走行する。停車時間Ｔ２において、車両は目標停車位置に近い位置で停車することが可能となる。
【００６９】
図１２においては、第１操作状態Ｓ１のときに車両が等減速運動を行なう例に基づいて説明した。図１３（Ｂ）を参照して、第１操作状態Ｓ１のときに、車両は段階的にブレーキ指示信号の出力値が大きくなるように構成されてもよい。当該構成によれば、図１３（Ａ）に示すように、第１操作状態Ｓ１におけるより滑らかな減速動作を得ることが可能となる。
【００７０】
図１４を参照して、車両用ブレーキ操作装置３０が第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２に自動で切り替えられるときには、電磁ブレーキ４６に制御部４８が接続される。速度センサーが車両の速度がＶ１に達したことによって当該切り換え動作を行なう場合には、制御部４８に速度センサー４７が接続される。
【００７１】
制御部４８は、速度センサー４７が車両の速度がＶ１に達したことを検出した時点で、電磁ブレーキ４６を作動させ、車両用ブレーキ操作装置３０を第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２に切り換える。すなわち、制御部４８は、車両が所定の速度Ｖ１（たとえば３０ｋｍ／ｈ）以上で走行しているときは操作レバーを第１操作状態Ｓ１に設定し、車両が所定の速度Ｖ１未満で走行しているときは操作レバーを第２操作状態Ｓ２に設定する。
【００７２】
当該切り換え動作は、目標停止位置からの距離に応じて行なわれてもよい。この場合、制御部４８に位置センサー４９が接続される。制御部４８は、位置センサー４９が車両の位置が所定の位置に達したことを検出した時点で、電磁ブレーキ４６を作動させ、車両用ブレーキ操作装置３０を第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２に切り換える。すなわち、制御部４８は、車両が目標停止位置まで所定の距離以上の位置で走行しているときは操作レバーを第１操作状態Ｓ１に設定し、車両が目標停止位置まで所定の距離未満の位置で走行しているときは操作レバーを第２操作状態Ｓ２に設定する。
【００７３】
制御部４８によって車両用ブレーキ操作装置３０が自動で第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２に切り換えられることで、運転士の利便性を向上させることが可能となる。なお、第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２への切り換えは、制御部４８によって自動的に行なわれる場合に限られず、運転士の手動（マニュアル操作）によって行なわれてもよい。
【００７４】
上述の実施の形態においては、車両用ブレーキ操作装置３０が第１操作状態Ｓ１に設定される場合であっても、車両用ブレーキ操作装置３０が第２操作状態Ｓ２に設定される場合であっても、運転士の把持部３１に対する操作方向は同一である。したがって、第１操作状態Ｓ１から第２操作状態Ｓ２に車両用ブレーキ操作装置３０が切り換えられる際には、電磁ブレーキ４６を用いて上記操作方向における操作レバーの回動が規制されている。
【００７５】
これに対して、図１５に示す車両用ブレーキ操作装置３０Ａように、第１操作状態Ｓ１における操作レバーの操作方向（ＡＲ３０方向）と、第２操作状態Ｓ２における操作レバーの操作方向（ＡＲ３２方向）とが異なる場合には、電磁ブレーキ４６は用いられなくてもよい。この場合であっても、操作レバーは、複数の目盛り３３の位置の間を移動可能に構成される第１操作状態Ｓ１と、複数の目盛り３３の位置の間の移動が規制される第２操作状態Ｓ２と、を形成することができ、上述と同様の作用および効果を得ることが可能となる。
【００７６】
また、上述の実施の形態においては、力検出のために応力センサー３５，３６が用いられるという態様に基づいて説明したが、力検出のために図３で説明したようなロードセル２５，２７が用いられる場合であっても、本実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態における車両用ブレーキ操作装置３０，３０Ａによれば、操作レバーが第１操作状態Ｓ１および第２操作状態Ｓ２を形成可能に構成されている。操作レバーが第１操作状態Ｓ１を形成している際には、運転士は、目盛り３３のようなノッチ位置間で行なわれる車両用ブレーキ操作装置３０のブレーキ操作を用いて、高速で走行する車両を一定の減速度で減速したり、減速度を段階的に下げつつ減速したりしやすくなる。一方、操作レバーが第２操作状態Ｓ２を形成している際には、運転士は、把持部３１を小刻みに移動させることによって、出力値が細かく調整されたブレーキ指示信号を得ることができ、所望の停止位置に対して正確に車両を容易に停車させることが可能となる。
【００７８】
以上、本発明に基づいた実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７９】
１０，２０，３０，３０Ａ  車両用ブレーキ操作装置、１１，２１，３１  把持部、１２，３２  スリット、１３，３３  目盛り、１４，２４，３４  支持部、２２  揺動軸、２３  アクチュエータ、２５，２７  ロードセル、２６，２８  荷重検出部、３５，３６  応力センサー、３７  弾性変形部、３８  ブレーキ信号出力部、４０  支持ユニット、４１  連結部、４２  シャフト、４３  エンコーダー、４４  ノッチ、４５  カップリング、４６  電磁ブレーキ、４７  速度センサー、４８  制御部、４９  位置センサー、５０  本体、５２  車輪、５４  ブレーキ制御装置、５６  線路、６０  操縦席、６２  操作盤、６４  椅子、１００  車両、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  線、ＡＲ３０  矢印、Ｓ１  第１操作状態、Ｓ２  第２操作状態。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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